Struktur Plat Lipat

8/19/2019 Struktur Plat Lipat

1/24

Struktur Plat Lipat

2.4.a Pengertian

Plat adalah struktur planar kaku yang secara khas terbuat dari material monolit yang

tingginya lebih kecil dibandingkan dengan dimensi-dimensi lainnya. Struktur plat lipat yaitu

bentuk yang terjadi dari lipatan bidang-bidang datar dimana kekakuan dan kekuatannya terletak

pada keseluruhan bentuk itu sendiri. Beban yang umum pada pelat mempunyai sifat banyak arah.

Bentuk lipatan mempunyai kekuatan yang lebih dibandingkan dengan bentuk- bentuk yang datar

dengan luas yang sama dan dari bahan yang sama pula. Pelat dapat ditumpu di seluruh tepinya atau hanya

pada titik-titik tertentu (misalnya oleh kolom atau campuran antara tumpuan menerus dan titik). Kondisi

tumpuan dapat sederhana atau jepit. Karakteristik suatu struktur bidang lipat adalah masing-masing

elemen plat berukuran relatif rata (merupakan sederetan elemen tipis yang saling dihubungkan

sepanjang tepinya).

Dengan membentuk lipatan-lipatan kaku pada suatu sistem struktur yang bekerja secara

efisien untuk menyalurkan beban sehingga memungkinkan dicapainya bentang-bentang lebar di

antara tumpuan-tumpuan yang direncanakan. fisiensi dari struktur bidang lipat dicapai karena

struktur tersebut bekerja sekaligus sebagai pelat datar (slab)! balok (beam)! dan rangka kaku

(truss).

2.4.b Sejarah

Kubah lipat rangka kompleks telah dibangun oleh para desainer "othic-an! terutama di

sepanjang pantai Baltik! Bohemia! dan Sa#ony. Para arsitek $uslim dari abad kelima belas yang

digunakan juga prinsip kubah lipat. %plikasi pertama dari pelat diprakarsai oleh hlers di

&erman. Di antara bangunan modern! pertama struktur plat lipat digunakan pada hanggar beton

'reyssinent di rly dan bunker batubara &erman aal *+,-an.

2.5.c Konsep

Selembar kertas tipis dan datar tidak dapat menahan beban sendiri.


2/24

"ambar ,..c.* Dasar-dasar struktur lipatan

Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *13

"ambar ,..c., Dasar-dasar struktur lipatan


Ketika selembar kertas tipis terletak di antara dua benda! kertas tersebut akan membungkuk karena ia memiliki kekuatan yang cukup untuk membaa beratnya sendiri.

"ambar ,..c.4 %nalogi kertas

Sumber/ archipress-ub.blogspot.com

Bentuk lipatan mempunyai kekakuan yang lebih dibandingkan dengan bentuk-bentuk yang

datar dengan luas yang sama dan dari bahan yang sama pula. 2al ini karena momen energia yang

didapat dari bentuk lipatan akan jauh lebih besar daripada momen energia yang didapat dari

bidang datar.

&ika sepotong kertas yang sama dilipat berkali kali! maka lipatan kertas tersebut mampu

menumpu seratus kali lipat dari beratnya sendiri. Dengan terbentuknya lipatan ini! gaya-gaya

akibat berat sendiri dan gaya-gaya luar dapat ditahan oleh bentuk itu sendiri.

"ambar ,..c.5 6ipatan



3/24

&ika beban meningkat meleati titik ini maka struktur akan gagal dan lipatan akan

meratakan keluar.

"ambar ,..c. 6ipatan


Bentuk yang terjadi dari lipatan bidang-bidang datar dimana kekakuan dan kekuatannya

terletak pada keseluruhan bentuk itu sendiri. Kekuatan dan kekakuan lebih besar jika dilipat atau

dibentangkan sehingga dapat meningkatkan kedalaman dan momen inersia.

2.5.d Jenis-Jenis

a. $enurut jenisnya! struktur plat lipat dapat dibedakan menjadi 4 jenis yang

dikembangkan dari bentuk dasar! antara lain/

• Bentuk prismatis ialah bentuk yang terdiri dari bidang-bidang datar bersudut siku-siku dan

bidang-bidang yang melintang tegak lurus pada kedua belah sisi ujung bidang datar bersudut

siku-siku tersebut.

"ambar ,..d.a.* Bentuk dasar struktur lipatan prismatis

Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+4

• Bentuk piramidal ialah bentuk yang terdiri dari bidang-bidang datar berbentuk segi tiga.

"ambar ,..d.a., Bentuk dasar struktur lipatan piramidal


4/24


• Bentuk semiprismatis ialah bentuk yang terjadi dari gabungan kedua bentuk di atas.

"ambar ,..d.a.4 Bentuk dasar struktur lipatan semiprismatis


Keuntungan dan kerugian dari bentuk konstruksi lipatan adalah sebagai berikut/ Segi

konstruksinya adalah sebagai bidang 7ertikal! yang dapat menggantikan kolom-kolom dan

sekaligus menjadi bearing all.

b. &enis struktur plat lipat berdasarkan konstruksinya! antara lain/

• Plat lipat dua segmen

Komponen dasar dari struktur plat lipat terdiri dari/ plat miring! plat tepi yang digunakan

untuk menguatkan plat yang lebar! pengaku untuk membaa beban ke penyangga dan

menyatukan plat! serta kolom untuk menyangga struktur.

"ambar ,..d.b.* Plat lipat dua segmen

Sumber/ Benjamin! B.S! Structures for %rchitect!

• Plat lipat tiga segmen

Pengaku terakhirnya berupa rangka yang lebih kaku daripada balok penopang bagian dalam.

Kekuatan dari reaksi plat di atas rangka kaku tersebut akan cukup besar dan di kolom luar tidak

akan diseimbangkan oleh daya tolak dari plat yang berdekatan. 8kuran rangka dapat dikurangi

dengan menggunakan tali baja antara ujung kolom.


5/24

"ambar ,..d.b., Plat lipat tiga segmenSumber/ Structures for %rchitect! Benjamin! B. S

• Plat lipat kubah

Plat lipat kubah merupakan jenis plat lipat yang memiliki bentuk kubah.

"ambar ,..d.b.4 'olded Plate Dome

Sumber/ Structures for %rchitect! Benjamin! B. S


6/24

"ambar ,..d.b.5 'olded Plate DomeSumber/ Structures for %rchitect! Benjamin! B. S

• 'olded Plate %rch

'olded plate %rch merupakan folded plate dengan bentuk yang melengkung seperti busur.

"ambar. ,..d.b. 'olded Plate %rch


"ambar ,..d.b.3 'olded Plate %rch Structures



7/24

• Bentuk 9

$asing-masing unit di atas mempunyai satu plat miring yang lebar dan dua plat tepi yang

diatur dengan jarak antar unit dengan jendela. Bentuk ini disebut 9 shell dan sama dengan lou7er

yang digunakan untuk 7entilasi jendela. Bentuk 9 ini adalah bentuk struktur yang kurang efisien

karena tidak menerus dan kedalaman efektifnya lebih kecil daripada kedalaman 7ertikalnya.

"ambar ,..d.b.: Bentuk 9

Sumber/ .ketchum.org

• Dinding yang menerus dengan Plat

Pada struktur ini ! dinding merupakan konstruksi beton yang miring. Dinding didesain

menerus dengan plat atap. Kolom tidak dibutuhkan di pertemuan tiap-tiap panel dinding karena

dinding ditahan di ujung atas.

"ambar ,..d.b.1 Dinding yang menerus dengan plat


• Kanopi


8/24

Bentuk ini digunakan untuk kanopi kecil di main entrance bangunan. Struktur ini mempunyai

empat segmen. Pengaku struktur diletakkan tersembunyi di permukaan atas sehingga tidak

terlihat dan plat (shell) akan muncul untuk menutup kolom 7ertikal. Di dinding bangunan harus

terdapat pengaku struktur tersembunyi di konstruksi dinding.

"ambar ,..d.b.+ Kanopi


• Plat lipat yang meruncing ke ujung (;apered 'olded Plate)

Struktur ini dibentuk oleh elemen-elemen runcing. Berat plat di tengah bentang merupakan

dimensi kritis untuk kekuatan tekukan. Struktur ini tidak efisien dan tidak cocok untuk bentang

lebar karena memiliki kelebihan beban untuk bentang lebar.

"ambar ,..d.b.* ;apered 'olded Plate


• Plat lipat penyangga tepi (dge Supported 'olded Plate)

Plat tepi dapat dikurangi dan struktur atap dapat dibuat terlihat sangat tipis jika plat tepi

ditopang oleh rangkaian kolom. Struktur ini cocok digunakan untuk bangunan dengan estetika

tinggi dengan desain atap yang tipis.


9/24

"ambar ,..d.b.** dge Supported 'olded Plate


• Plat lipat kuda-kuda

;erdapat ikatan hori


10/24

• Plat di atas kolom

Plat dapat dianalisis sebagai grid-grid menerus.

"ambar,..d.c.* Plat bujursangkar yang ditumpu sederhana pada empat kolom.

Sumber / Daniel 6. Schodek. Struktur. *++1. 2al 54

Pada gambar di atas! plat ditumpu sederhana yang terletak di atas kolom-kolom dan dapat

dilihat bentuk terdefleksinya baha kelengkungan plat akan lebih besar di jalur plat yang

semakin dekat dengan tepi-tepi bebas plat. 2al ini menunjukkan baha momen internal yang

timbul pada plat untuk mengimbangi momen eksternal akibat beban akan lebih besar di tepi-tepi

plat dibandingkan dengan yang di tengah. Karena plat tersebut berubah bentuk dengan

kelengkungan ganda akibat beban! maka jelas baha momen yang timbul mempunyai banyak

arah! bukan hanya satu arah seperti yang biasanya terjadi pada elemen berlengkungan tunggal

(balok).


11/24

Plat harus memberikan momen tahanan total yang sama dengn balok analogi. %pabila plat

didesain! jelas baha penggunaan plat tidak selalu memberikan penghematan material

dibandingkan dengan balok analogi. Bagaimana pun! balok analogi pada umumnya lebih tinggi

daripada plat. Keuntungan nyata dari penggunaan plat dua arah dalam hal penghematan material!

juga keuntungan kondisi tumpuan.

• Plat yang Ditumpu Sederhana di ;epi-tepi $enerus

$encari reaksi plat tidak mudah dilakukan! dengan meninjau bagaimana plat itu

berdefleksi! dapat dilihat baha reaksi tidak terdistribusi secara merata! tetapi maksimum di

tengah masing-masing tumpuan! dan semakin kecil pada bagian pojoknya.

"ambar ,..d.c., 0eaksi Plat.

Sumber / Daniel 6. Schodek. Struktur. *++1. 2al 53

%da hal yang perlu diperhatikan yaitu pojok plat cenderung terangkat ke atas apabila plat

dibebani 7ertikal ke baah. %pabila plat ditahan dari aksi ke atas! tentu harus ada gaya reaksi

terpusat di pojok-pojok. &umlah total reaksi ke atas tidak merata dan reaksi terpusat ke baah di

pojok-pojok harus sama dengan beban 7ertikal total pada plat = fakta yang jelas harus terpenuhi

berdasarkan tinjauan keseimbangan.

Pada plat yang terletak di atas tumpuan menerus! momen yang diasosiasikan dengan reaksi

harus lebih kecil daripada yang diasosiakan dengan reaksi terpusat karena persentase reaksi yang

lebih besar terdapat di bagian yang semakin dekat dengan pusat momen.

Plat yang ditumpu menerus jauh lebih dikehendaki dibandingkan dengan plat yang ditumpu

hanya di keempat pojoknya. %pabila tumpuan gabungan tersebut digunakan! maka aksi dua arah

akan semakin jelas terjadi.

• Plat dengan ;umpuan ;epi &epit $enerus


12/24

"ambar ,..d.c.4 Plat yang Ditumpu &epit secara $enerus

Sumber / Daniel 6. Schodek. Struktur. *++1. 2al 5:

Dengan tumpuan tepi berupa jepit! momen-momen pada plat menjadi lebih berkurang. 2al

inilah yang menguntungkan dari penggunaan tumpuan jepit pada plat.

>ariasi dari plat yang telah dibahas di atas! tetapi sekarang ditumpu oleh balok menerus di

mana balok-balok itu ditumpu oleh kolom-kolom. ?ni adalah jenis struktur yang banyak

digunakan pada gedung. %pabila balok itu sangat kaku! kondisi tumpuan plat semakin mendekati

situasi tumpuan tepi menerus! termasuk juga momen-momen yang terjadi pada plat. Sebaliknya!

apabila balok itu sangat fleksibel! perilaku plat lebih mendekati perilaku yang ditunjukkan oleh

kolom-kolom di keempat pojoknya. Pada keadaan demikian! momen plat akan lebih besar

dibandingkan dengan keadaan sebelumnya. &adi! jelas baha kekakuan relatif balok tepi sangat

mempengaruhi besar momen yang timbul pada plat.

•Proporsi Bentang (Bay)/ fek terhadap $omen


13/24

"ambar/ Deformasi pada Plat Segiempat yang Ditumpu $enerus di Seluruh ;epinya

Sumber / Daniel 6. Schodek. Struktur. *++1. 2al 5+

Pada kur7a defleksi plat tersebut! hanya jalur plat dalam arah pendek saja yang mengalami

kelengkungan besar. &alur longitudinal hampir tidak berdeformasi! dan hanya bertranslasi ke

baah sebagai satu kesatuan. ?mplikasinya! hanya jalur pada arah pendek yang memberikan

tahanan momen internal dan berpartisipasi dalam memikul beban. &alur pada bentang panjang

hampir tidak memikul beban sama sekali.

Semakin persegi panjang ukuran plat! akan semakin bersifat satu arah! bukan dua arah. Dalam

keadaan demikian! plat itu seolah-olah hanya ditumpu di sepanjang tepi-tepi panjang sejajar.

Sebagai akibatnya! keuntungan dari aksi dua arah tidak dapat diperoleh.

•

fek "aya "eser Daerah pada plat yang menahan gaya geser eksternal dapat diperoleh dengan meninjau garis

keruntuhan geser potensial. Suatu plat beton bertulang! misalnya! cenderung untuk gagal seperti

berikut/

"ambar "aya "eser pada Plat

Sumber / Daniel Schodek. Struktur. *++1. 2al 5**

Dengan demikian! daerah pada plat yang dapat memberikan tahanan terhadap keruntuhan

pons adalah permukaan retak. Kerutuhan pons merupakan hal yang sangat penting untuk

diperhatikan! terutama pada plat tipis! juga plat yang ditumpu di atas kolom kecil.

Penggunaan plat tebal dan atau kolom berukuran besar @atau kolom dengan kepala kolom

(kapital)A dapat mengurangi tegangan geser yang terjadi pada plat.

2.5.e Sistem Pembebanan dan Gaa


14/24

Pada bidang lipat! beban akan disalurkan meleati bidang sehingga beban akan ja tuh pada titik

lipatan kebaah. $aka dari itu akan lebih efektif bila tumpuan diletakan pada bagian lipatan baah.

Dalam satu bidang datar semua gaya yang bekerja diuraikan menjadi/

"aya sejajar bidang dan gaya tegak lurus bidang. "aya sejajar bidang akan lebih kuat untuk

dipikul bidang tersebut daripada jika gaya dengan besar yang sama tersebut bekerja tegak lurus.

"ambar ,..f.* Struktur lipatan sederhana dan pembebanan bidang dengan gaya tegak lurus


Selain itu bidang datar lebih mudah jatuh dibanding dengan bentuk lipatan. 2al ini

disebutkan tidak adanya titik kumpul penahan gaya dan setiap titik menjadi penahan gaya dan

momen.

"ambar ,..f., Struktur lipatan sederhana dan pembebanan bidang dengan titik kumpulSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *11


15/24

&ika gaya tersebut bekerja pada lipatan! maka akan terjadi sebagai berikut/

"aya dengan arah memanjang akan dipikul oleh bidang datar dari lipatan/ "aya dengan

arah melintang! yang diuraikan menjadi dua gaya di mana masing-masing besarnya lebih kecil

daripada gaya arah melintang tersebut.

"ambar ,..f.4 Pembebanan struktur lipatan dengan gaya melintang dan memanjangSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *1+

8ntuk gaya P yang bekerja pada tengah-tengah bidang! gaya diuraikan menjadi/ gaya

sejajar bidang dan gaya tegak lurus. Sedangkan untuk gaya P yang bekerja pada rusuk-rusuk

lipatan (garis lipatan) akan diuraikan sejajar pada masing-masing bidang datar yang berselisihan

itu.


16/24

"ambar ,..f.5 Pembebanan struktur lipatanSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *1+

Besarnya kemiringan bidang datar dari lipatan ini menentukan pula besarnya uraian dari gaya

yang bekerja.

Dari uraian gaya P tersebut ternyata bidang lipatan akan lebih kuat memikul gaya-gaya!

baik yang arah melintang maupun memanjang daripada bidang datar. Karena gaya P yang

diuraikan dengan arah sejajar bidang akan dipikul bidang itu sendiri! maka beban P yang harus

dipikul oleh konstruksi jadi kecil.

8ntuk menjaga perubahan bentuk lipatan! maka perlu untuk mempertahankan jarak h dan b

serta tebal d.

"ambar ,..f. Pembebanan struktur lipatan


17/24

Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+

"aya P yang bekerja pada perubahan besar pada jarak b dan h. Karena itu rusuk-rusuk (%)! (B)!

()! harus dipegang dan ditahan dengan jalan/ tumpuan dipegang teguh! atau rusuk merupakan

sesuatu yang kaku. &adi di sini dapat diterangkan! baha yang sebenarnya menahan gaya-gaya

adalah tiap-tiap bidang! sedangkan rusuk-rusuk berfungsi sebagai pemegang dan pengaku

bidang. Bidang lipatan ini ada kemungkinan akan dapat melentur! tergantung kepada panjang 6.

"ambar ,..f.3 Pembebanan struktur lipatan

Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+


18/24

"ambar ,..f.: "aya dan momen pada struktur lipatan

Sumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+*

Pada gambar di atas! untuk harga h dan b panjang 6 harus ditentukan supaya tak terjadi lenturan

tersebut.


19/24

Pada tempat-tempat mencapai panjang 6 tersebut! diadakan bidang pengaku yang menahan

terjadinya lenturan.

"ambar ,..f.1 Pembebanan struktur lipatanSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+

Pada gambar di atas! momen lentur yang terjadi ini adalah akibat beban merata pada lipatan atau

akibat berat sendiri. Besarnya momen yang terjadi tergantung dari besarnya sudut. $akin besar

sudutnya makin besar momen yang terjadi. $enurut pengalaman! sudut yang paling efektif

adalah sudut 5C.


20/24

"ambar ,..f.+ "aya dan momen pada struktur lipatanSumber/ 0. Sutrisno. Bentuk Struktur Bangunan dalam %rsitektur $odern. *+1,. 2al *+*

2.5.! Sistem Stabilisasi

Pada dasarnya ada dua jenis sistem permukaan lipat! antara lain/

• Permukaan polyhedral/ mereka membentuk permukaan unit spasial dasar dua dimensi.

• Benar permukaan terlipat/ mereka membentuk unit permukaan dasar tiga dimensi.

Struktur plat lipat dapat diatur dari titik pandang sebagai berikut juga menunjukkan.


21/24

"ambar ,..f.* Sistem Struktur Plat 6ipat

Sumber/ olfgang Schueller. 2ori


22/24

"ambar ,..f., Struktur Plat 6ipat

Sumber/ olfgang Schueller. 2ori


23/24

"ambar ,..f.4 Perilaku struktural permukaan dengan lipat paralelSumber/ olfgang Schueller. 2ori


24/24

Struktur pelat lipat dapat dibuat dari hampir semua jenis material. Salah satu material

yang banyak digunakan untuk plat lipat adalah beton bertulang. $aterial ini paling baik

digunakan karena dapat dengan mudah dibuat. $aterial lain yang sering digunakan adalah baja!

plastik! dan kayu! dan karton.

2.5.h Kelemahan dan Kelebihan

Kelemahan struktur plat lipat antara lain/

F &ika bentang terlalu lebar maka akan melendut.

F $emungkinkan talang kantong bila terdapat salah perancangan.F Penggunaan material lebih banyak.

F $ampu menahan bentuk sendiri.

F $ampu menahan beban luar.Kekurangan struktur plat lipat! yaitu/

F Bidang lipat sekaligus dapat menjadi kolom dan bearing all.

Struktur Plat Lipat

Documents

Transcript of Struktur Plat Lipat